Computertomographie mit acht GeForce-GPUs

Studenten bauen Desktop-Supercomputer

Abseits von gesponserten Nvidia-Aktionen kommt das "GPGPU"-Computing langsam auch bei realen Anwendungen in Schwung. So haben belgische Studenten der Universität von Antwerpen aus Standard-PC-Bauteilen einen Rechner gebaut, der den Supercomputer der Universität aus dem Jahr 2005 deutlich schlägt. Gerechnet wird dabei mit vier Doppelgrafikkarten.

Die Forschungsgruppe "ASTRA" (All Scale Tomographic Reconstruction Antwerp) der Universität von Antwerpen ist auf der Suche nach neuen Möglichkeiten, die Erzeugung von Bildern aus Tomographiedaten zu beschleunigen. Auch bei spezialisierten High-End-Systemen liegen die Rechenzeiten hier im Bereich von mehreren Minuten für ein Bild. Die Berechnung der 3D-Modelle, die man in Fernsehserien wie "Dr. House" als flüssige Animation sieht, während der Patient noch in der Röhre steckt, brauchen in der Realität oft Stunden für die Berechnung. Diese Zeiten hängen jedoch stark vom gewünschten Detailgrad ab.

Video: Computertomographie mit Spieletechnik

Das Astra-Team will die Tomographie aber nicht nur für die Medizin brauchbarer machen, gedacht ist auch an andere Einsatzgebiete wie die Untersuchung von Diamanten auf Unreinheiten und Beschädigungen. Hier ist Antwerpen einer der größten Handelsplätze der Welt. Bisher ist Computertomographie nicht nur aufgrund der riesigen Apparate ein sehr begrenztes Forschungsgebiet, für das es abseits von Medizin und Materialprüfung im industriellen Umfeld kaum einen Markt gibt.

Zumindest durch die inzwischen fast allgegenwärtige hohe Rechenleistung von PC-Komponenten zeigt sich hier Besserung. Den im Jahr 2005 für damals rund 3,5 Millionen Euro angeschafften Supercomputer "CalcUA" aus 512 Opteron-Prozessoren (Modell 250, Single Core) schlägt das Astra-Team inzwischen mit einem PC, der weniger als 4.000 Euro gekostet hat.

Möglich wird das durch massiv paralleles Rechnen auf Grafikprozessoren. Acht der GPUs stecken in einem Towergehäuse, zusammen mit dem Rest des PCs. Es handelt sich also nicht um ein externes Spezialsystem wie Nvidias Tesla-Komponenten. So ganz normal ist der "Fastra" getaufte Rechner aber doch nicht, auch wenn er aus Standardkomponenten besteht.

Die Basis ist ein MSI-Mainboard (K9A2 Platinum) mit AMDs 790FX-Chipsatz samt Phenom 9850. Für ein AMD-System entschieden sich die Forscher nur deshalb, weil sie im MSI-Board das einzige Modell auf dem Markt finden konnten, das über vier PCIe-x16-Slots verfügt, zwischen denen zudem ein doppelter Abstand vorhanden ist. Nur so passen die zwei Slots belegenden 9800-GX-Grafikkarten von Nvidia ins System. Diese Pixelmonster kaufte man auch gleich bei MSI, um nur einen Ansprechpartner für Supportfragen zu haben.